Los metales son materiales con muchas aplicaciones en el sector del transporte, agrícola, telecomunicaciones,… Debido a sus excelentes propiedades
Obtención de los metales:
1. extracción del mineral. los minerales se obtienen de las minas
2. Tratamiento de mineral. En el material extraído se obtienen juntos en material útil, la mena, y el material rocoso e inservible, la ganga. para ello, se tritura, se lava y se mezcla con agua en las celdas de flotación
3. Se obtiene el concentrado de mineral de hierro
4. se mezcla el mineral de hierro con caliza y carbón y se introduce en un alto horno a 1500ºC
5.Se prepara la escoria del arrabio
6. El arrabio se afina para lograr acero en hornos convertidores
propiedades de los metales:
– resistencia mecánica: suelen tener una buena resistencia mecánica a la tracción, compresión y flexión; por este motivo se utilizan como elementos estructurales. además, son tenaces.
– conductividad eléctrica y térmica: son buenos conductores eléctricos y térmicos: por esta razón se emplean para el transporte de la energía eléctrica o en utensilios de cocina.
– ductilidad y maleabilidad: presentan gran facilidad para Extenderse en hilos o alambres y extenderse en planchas, respectivamente
– Elasticidad y plasticidad: muchos metales presentan deformaciones permanentes cuando se les aplica una fuerza, otro recuperan su forma inicial
– propiedades magnéticas: algunos metales son atraídos por un imán
– propiedades químicas: los metales reaccionan con el oxígeno del aire y del agua
metales férricos: son aquellos cuyo componente principal es el hierro, como el hierro dulce el acero o la fundición gris
Nombre y composición | carácterísticas | aplicaciones |
hierro dulce: carbono(0,1%) hierro (99,9%) | -Es muy dúctil y maleable – prácticamente es hierro puro y de color gris plateado – muy abundante en la naturaleza – se oxida fácilmente | núcleos de electroimanes, transformadores, aplicaciones eléctricas y electrónicas,etc. |
Acero: carbono(0,1 al 2%) hierro (99,9 al 98%) | -Dúctil y maleable – se obtienen piezas mediante forjado y mecanizado – tenaz y resistente a la tracción – se oxida fácilmente – presentan bajo coste de obtención | chapas, alambre, Vigas, herramientas y máquinas, Barcos, aviones, coches, etc |
fundición gris: carbono (2 al 5%) hierro(98 al 95%) | -Menos dúctil y tenaz que el acero, pero más duro – se obtienen piezas más complejas y de diferente tamaño – frágil pero resistente a la tracción – no se pueden soldar | bloques y piezas de motores de combustión, alcantarillas, farolas, etc.. |
-Acero+cromo (10 al 12%) o acero inoxidable presenta una elevada resistencia a la corrosión. Se utiliza en el sector alimentario, electrodomésticos…
-Acero + vanadio(31 al 85%) ferrovanadio aumenta la dureza y la resistencia frente a la corrosión. Se utiliza en la fabricación de herramientas.
– fundición+ magnesio o fundición dúctil tiene el propiedades similares a los aceros, pero mayor resistencia a la tracción se utiliza en válvulas, engranajes, etc
Metales no férricos :
Metal puro | descripción |
Cobre | Carácterísticas: color rojizo, blando, dúctil, maleable y excelente conductor. Aplicaciones: cables conductores, fabricación de utensilios (vasijas, monedas), etc. |
estaño | Carácterísticas: color blanco brillante, muy ligero, fácil de soldar, buen conductor del calor y la electricidad. Aplicaciones: soldadura, componente de la hojalata en envases. |
aluminio | Carácterísticas: color blanco y plateado, muy ligero y maleable y muy abundante en la corteza terrestre. Aplicaciones: algunas latas de bebidas, utensilios de uso cotidiano, carpintería, etc. |
titanio | Carácterísticas: color blanco plateado con brillo, se presenta en rocas ígneas, es muy caro y muy resistente a la corrosión. Aplicaciones: trasplantes dentales, prótesis biomédicas, bielas y muelles en automóviles, etc. |
Metales puros + otros elementos = aleaciones:
Aleación | Carácterísticas | Aplicaciones |
Bronce: Estaño 10% Cobre 90% | Color amarillo oscuro, duro, resistente a los esfuerzos, resistente a la corrosión y a los agentes atmosféricos. | Grifería. Válvulas, muelles, esculturas, monedas, campanas, instrumentos musicales, etc. |
Latón: Cinc 5% al 40% Cobre 95% al 60% | Color dorado, dúctil, maleable y flexible, resistente a los agentes atmosféricos y, además, no es atacado por el agua salada. | Construcción de barcos, cerraduras, piezas de fontanería, bisagras, etc. |
Técnicas de conformación:
Laminado con rodillos se colocan paralelos y se consigue aprisionar el metal caliente al moverse los rodillos en sentidos contrarios. Así, disminuimos su espesor y aumentamos su longitud. | Aplicaciones productos de sección constantes como planchas, chapas, perfiles y barras. |
Estampación en caliente: el material fundido se introduce entre dos moldes de acero o matrices. Mediante compresión, al juntar las matrices, el material adopta la forma deseada | Aplicaciones:carrocerías de vehículos, radiadores, etc. |
Embutición: tipo de estampación en frío. Consiste en dar la forma deseada mediante la compresión que ejerce un punzón sobre una lámina de metal. Así se obtienen piezas huecas. | Aplicaciones: latas, cubetas, cojinetes, baterías de cocina, bañeras de chapa, etc. |
Moldeo: introducir en un molde el material fundido o fundición, obtenido previamente de los altos hornos. Por tanto, al enfriarse el metal, solidifica y se obtiene la pieza deseada.
El molde tiene la forma de la pieza que queremos obtener. Aplicaciones: piezas complicadas como platillos metálicos, tornillería, etc.
Conformado con arranque de viruta; eliminar material a partir de un trozo de metal mediante una máquina-herramienta como el torno o la fresadora.
Torno: se sujeta el material a la máquina y se le imprime un movimiento de rotación. Después, con la máquina apropiada, se elimina el material de la pieza hasta obtener la forma deseada.
Fresadora; a diferencia del torno, es la máquina la que gira y la pieza la que se está quieta. La fresa es la que va al encuentro de la pieza que arranca el material. Hay diferentes tipos de fresa dependiendo del mecanizado de la pieza.
Impacto ambiental de la explotación de los metales:
-Transformación de metales: La preparación de terreno, construcción de vías de comunicación y transporte, extracción de material y depósito de desechos causan esta transformación. Además, provoca la desaparición de flora, fauna y formas de vida tradicionales.
-Desvío de corrientes de aguas subterráneas y superficiales. Este hecho provoca acidificación del agua y arrastre de metales pesados, que se pueden incorporar a la cadena alimenticia.
-Contaminación del aire por emisión de compuestos tóxicos, gases de efecto invernadero y gases que provocan la lluvia ácida en las operaciones de obtención de los metales y productos comerciales.
Soluciones a los problemas medioambientales:
-Utilización de productos biodegradables que contaminan menos en la sobreexplotación de los recursos naturales.
-El reciclado, sobre todo los metales, ya que se puede fundir y conformar infinitas veces. Con ello, conseguimos reducir la extracción de los minerales en la naturaleza.